当代公路桥梁设计各方面要点探讨

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摘要：公路桥梁的设计与施工在不同的地形条件下是存在着较为明显的差异的，所以应该考虑到桥梁的结构是否具备了足够的安全性，车辆的行驶的安全性和舒适性是否能够得到一定的保证，在经济上是否能够取得预期的收益，是否方便施工的进行。应该将各种因素都综合起来，这样才能够在一定程度上避免因为设计考虑不周而造成施工的麻烦和行车的不适。

关键词:公路桥梁设计；伸缩缝；桥梁设计安全性；主梁

Abstract: The design and construction of highway bridge is comparatively obvious differences in different terrain conditions, whether it should take into account the bridge structure has adequate security, whether the vehicle safety and comfort can be ensured, whether in the economy can achieve the expected benefits, whether the convenience of construction. Should focus on the various factors together, so as to avoid the trouble of construction and traffic due to the design of ill-considered discomfort to a certain extent.

Key words: highway bridge design; bridge expansion joints; safety design; girder

中图分类号：TU2 文献标识码： 文章编号：

前言

目前，国内的公路建设规模不断扩大，公路桥梁的建设规模也随之不断扩大。截至2010年底，全国公路总里程400.82万公里，高速公路达7.41万公里，居世界第二位;公路桥梁总计62万座，总长2.73万公里，其大桥2051座，大桥39381座，已成为仅次于美国的第二桥梁大国。公路桥梁建设是公路建设工程的重要组成部分。公路桥梁的质量制约了公路建设的质量。高质量的公路桥梁应当具有高的承载力、适宜的桥面宽度、高结构强度、高稳定性和耐久性等等。在公路桥梁设计时，应当充分考虑到这些因素，通过可靠的结构计算分析和合理的构造处理措施来保证桥梁结构的安全性、经济性要求。并且加强从桥梁设计理念、结构体系和结构构造的角度做好耐久性的设计。

1、公路桥梁上部设计应注意的方面

主梁、伸缩缝、搭板等这些部分的合理构造是在公路桥梁的上部设计中应该引起足够的重视。从施工的难易程度，主梁的设计一般会发生的情况有：通常可以采用普通的钢筋混凝土结构进行单孔跨径不大于 10m 的主梁桥梁的设计，对于不在这个范围的其余跨径的桥梁，预应力混凝土结构是一个较好的选择。对于桥长在 100m 以内的或者是不大于 20m跨径的桥梁都比较适合采用简支空心板这一结构，对于不在这个范围内的桥梁则可以选择其他类型的连续结构。但是，如果是那些很难进行支架现浇施工的跨河桥梁，应该尽量选择简支后连续结构。对于那些受地形影响比较大的山区内的中等跨径大桥，要进行现浇施工是非常有难度的，所以则应该采取预制的结构。

有时候在实际工程中即使出现了平曲线，它的平直度也是很小小的，所以在进行预制结构的设计时，要将平曲线对桥梁的影响予以考虑，跨度的布置和设计和平原地区相比也是有所不同的。从行车平稳舒适这一角度来进行考虑，则应该在桥上尽量减少设伸缩缝的施工，因为伸缩缝在一定程度上会影响行车的平稳性。对于单孔桥梁并且跨径不大于 16m 的而言，只需要设置 1 道伸缩缝就足够了，然后在桥梁的另一端采用桥面连续来进行施工。对于跨径不在该范围的单孔桥梁，则应该在桥墩处进行伸缩缝的设置，在两侧的桥台处采用桥面连续的方式进行连接。桥梁的伸缩缝按照这种原则来进行设计则可以达到尽量的使行车舒适的目的，从而使得安全事故发生的可能性得到有效的减少。

2、公路桥梁下部设计基本准则

在桥梁的下部设计中应该将重点放在桥墩以及桥台等部分的设计。对于一些普通结构的桥梁而言，桥墩的设计一般比较适合采用框架式体系，这种体系主要是将柱式墩身上置盖梁。双柱式桥墩适合在桥梁斜交角度小于 30°时采用，其余的角度范围则比较适合 3 柱式桥墩。桥墩盖梁的这一设置不太适合用于一些有特殊设计要求的桥梁，所以应该尽量取消这种结构设计，要明确一点的就是，又简洁又美观是桥墩设计应该遵循的一般原则。在不同的地形，墩台的基础也是应该不同的，要视地质情况来进行设计，横向坡度比较大的山岭重丘区，为了避免大面积的开挖应该采用桩柱式。对于桥梁下部桥台的设计，应该重点考虑桥台后填土高度会给施工带来的影响，所以要对填土的高度进行一个良好的控制。填土的高度在软土路段台后应该控制在 6m 以下，对于一般路段，高度数值则可以适当的增大一些，适宜控制在 10m 以下。重力式是台身在桥台采用扩大基础时一般会采用的。合理的受力以及造价的控制都是在进行桥梁设计时所应该遵循的原则，所以为了更好的实现这一要求，台身前墙在台高 8m 以上时应该设置 10：1 的前倾斜坡，阶梯式则比较适合应用在横向地面变化大的重力式桥台的设计中。

3、公路桥梁设计中安全性的要求

桥梁设计的最基本的要求是安全性。安全性关系到桥梁使用者的生命和财产安全。桥梁的安全性体现在桥梁的承载能力是否达到设计的标准，结构是否牢固。倘若安全性不高，承载能力低，可能会因为桥梁在受到高负荷时候产生安全问题;结构设计不合理，结构不牢固，则容易出现倾斜甚至倒塌的情况。此外桥梁设计时应当考虑到桥梁的耐久性，使建造出来的桥梁具有抵御自然或者人为造成的侵蚀。桥梁在建成后会受到各种条件的侵蚀，比如风化、酸雨、使用磨损等等。公路桥梁设计的安全性是工程的重中之重。

4、影响现行公路桥梁设计的一些因素

4.1公路桥梁中设计人员因素

公路桥梁设计是指导公路桥梁工程建设的纲领，如何设计出高质量的公路桥梁直接决定了工程是否达标。在公路桥梁设计时的首要任务是选择经济合理的结构方案，然而公路桥梁设计人员过分的注重经济因素，往往会导致桥梁设计的结果缺陷，从而引发一系列的安全性问题。其次，公路桥梁设计人员的业务素质水平也是影响公路桥梁设计好坏的决定因素。设计人员的设计思路和结构构造理论不成熟，有些设计人员认为只要结构强度达标就可以保证整个桥梁工程的质量，从而忽视整个桥梁结构体系的合理性。甚至在设计各个结构时没有采用规定的安全系数或可靠性指标。此外，设计人员还容易忽视公路桥梁所在的地理位置，忽视公路桥梁所处的环境对桥梁的长期影响，桥梁的质量因为当地的自然条件而受到影响。最后，各种新材料，新的科学技术应用到工程建设技术中也使桥梁建设的设计技术不断创新，这对设计人员的理念创新和经验要求提出了新的挑战。

4.2桥梁设计中的倾向问题

现行的公路桥梁设计时，重点都放在桥梁建设时的结构强度、承载能力等安全性问题，而忽略公路桥梁的耐久性问题。目前，国内的很多工程建设都在求速度，为了尽快完成工程，只要设计出的工程在短时间内不出问题就可以顺利向使用者交付，在桥梁设计时也出现类似的问题。在设计时没有从结构和材料等角度对桥梁的耐久性进行设计。在公路桥梁设计时没有明确标明桥梁的设计使用年限，或者尽管标明设计使用年限但是建成的桥梁因为设计问题或者因为忽视桥梁的耐久性设计而导致桥梁的实际使用寿命远远低于设计使用寿命。缺少耐久性设计的桥梁往往导致建成的桥梁工程频频发生事故，较差的结构使用性和较短的使用寿命。

4.3设计时应充分考虑到桥梁的超载问题

超载对公路桥梁的影响有两种：首先，一段时间内桥梁通行的车流量超过了原先的设计水平，这是设计荷载的变化和交通量的增加。其次是车辆违规超载，这是车辆使用者违法超载营运。桥梁的超载可能使桥梁的结构材料的功能特性发生变化，时间长久就会引发一系列的安全问题。由于超载造成的桥梁内部的结构损伤后不能恢复，将使得桥梁在正常荷载下的工作状态发生变化，从而可能危害桥梁的安全性和耐久性。由于过分的追求经济效益，超载不可避免的现象，而且这种状况屡禁不止，并且这种状况还要在很长时间内一直存在，设计者也要充分考虑的这个现实情况，尽管在设计时应当按照核定的负载量来设计，但由于超载现象的存在，使得桥梁的使用寿命因为承受过多的负荷而大大降低。所以设计时不考虑这个因素也会对整个工程质量的评定造成不良后果。

5、结束语

安全性和耐久性是公路桥梁设计的重中之重，关系到整个公路桥梁质量是否合格。在公路桥梁设计时应充分考虑到公路桥梁工程需求合理经济的选择设计方案，保证安全性的同时力求实现工程的最大收益。桥梁设计是一个复杂的、系统的工程，在桥梁设计过程中仍然有许多重大的理论问题需要解决，需要设计人员具有丰富的理论知识，并且尽量避免主观经验因素对设计的影响。

参考文献

[1]施万满. 对现行公路桥梁设计的思考

2]万敏.我国桥梁设计的现状和发展

[3]杨大勇.我国公路桥梁建设现状和存在的问题

[4]王春剑.公路桥梁设计巾的安全性和耐久性探讨